Introduction à SysML

Jean-Michel Bruel

Bureau Veritas 27/11/2012

Qui suis-je ?

• Professeur à l’Univesité de Toulouse
• Co-fondateur de l’association SysML-France
• Membre du comité éditorial de la revue Software and System Modeling journal
• Membre du Steering Committee de la conférence ACM/IEEE MODELS
• Co-responsable de l’axe Systèmes Ambiants de l’IRIT

Plan

• Introduction à SysML
• Bilan et Etat actuel
• Enjeux et retours industriels
• Et ensuite?

Introduction à SysML

C’est quoi SysML?

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SysML, c’est…

• Un ensemble de 9 types de diagrammes :
  • Diagrammes structuraux
    • Diagrammes de définition de blocks (bdd)
    • Diagrammes internes de blocks (ibd)
    • Diagrammes paramétriques (par)
    • Diagrammes de packages (pkg)

SysML, c’est (suite)…

• Diagrammes comportementaux
  • Diagrammes de séquence (seq)
  • Diagrammes d’activité (act)
  • Diagrammes de cas d’utilisation (uc)
  • Diagrammes d'états (st)
• Diagramme d’exigence (req)

SysML, c’est (suite)…

• Un profil UML, c’est à dire une extension de cette notation
• Une notation de plus en plus enseignée et connue et qui servira donc de plus en plus de référence à la modélisation des systèmes

SysML, ce n’est pas…

• Une méthode ou une démarche de développement de système
• Un outil
• Un remplaçant aux outils et langages existants

Pourquoi une nouvelle notation ?

Il existe une notation qui se veut "unifiée" pour les modèles : UML. Néanmoins cette notation est peu adaptée pour l’Ingénierie Systèmeindexterm:[IS] :

• UML 1.x était complètement inadaptée :
  • Principalement pour les systèmes d’information
  • Peu de liens entre les diagrammes
  • Peu de liens entre les modèles et les exigences

Pourquoi une nouvelle notation ?

• UML 2.x n’est pas beaucoup mieux si ce n’est :
  • Implication des ingénieurs systèmes pour sa définition
  • Introduction du diagramme de structure composite

Pourquoi une nouvelle notation ?

En conclusion UML est une bonne base :

• Standard De facto en génie logiciel
• Fournit beaucoup de concepts utiles pour décrire des systèmes (même complexes)
• Stable et extensible (grâce notamment au mécanisme de profile)
• Beaucoup d’outils disponibles

Pourquoi une nouvelle notation ?

Mais…

• Manque de certains concepts clés d’Ingénierie Systèmeindexterm:[IS]
• Vocabulaire beaucoup trop « software » pour être utilisé par les ingénieurs systèmes (concept de classe ou d'héritage par exemple)
• Trop de diagrammes (13 sortes)

Introduction à SysML

• Différence avec UML
• Qui est derrière
• Hiérarchie de diagrammes
• Outils SysML
• Principes de bases
• Diagrammes clés

Différence avec UML

Qui est "derrière"?

Différents diagrammes

Les 9 diagrammes SysML

Outils SysML

Voici une liste non exhaustive :

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Principes de base

• Chaque diagramme SysML représente un élément de modélisation
• Chaque diagramme SysML doit être incluse dans un cadre (Diagram Frame)
• L’entête du cadre, appelé cartouche, indique les informations sur le diagramme:
  • le type de diagramme (req, act, bdd, ibd, sd, etc.)
  • le type d'élément (package, block, activity, etc.)
  • le nom de l'élément
  • le nom du diagramme ou de la vue

Principes de base (suite)

Dans l’exemple ci-dessous, le diagramme Context_Overview est un Block Definition Diagram (type bdd) qui représente un package, nommé Context.

Le Package Diagram

• Identique à UML, et classique pour les développeurs (java notamment)
• Permet d'organiser les modèles en créant un espace de nommage (name space)

Les organisations possibles

Les modèles peuvent être organisés selon toutes sortes de considération :

• par hiérarchie "système" (e.g., entreprise, système, composant, …)
• par types de diagrammes (e.g., besoins, structure, comportements, …)
• par cycle de vie (e.g., analyse, conception, …)
• par équipes (e.g., architectes, [IPT], …)
• par points de vue (e.g., sécurité, performance, …)
• etc.

Exemples d’organisations

Exemples d’organisations

Requirements diagram

Comme pour les packages, plusieurs types d’organisations sont possibles :

• Par niveau d’abstraction
• Par point de vue
• etc.

Lien avec les exigences

Lien avec les exigences (suite)

Exemple de Modelio

Les Requirements links

Les Requirements links (suite)

Exemples

Exemples (suite)

Aspects structurels

Pour l’organisation du système, on trouve le plus souvent :

• un diagramme décrivant le contexte, décrit dans un block definition diagram
• un diagramme décrivant les éléments internes principaux du système, décrit dans des internal block definition

Block Definition Diagrams

Un diagramme de block décrit les relations entre les blocks (composition, généralisations, …).

Block Definition Diagrams

Internal Block Diagrams

Un ibd décrit la structure interne d’un bloc sous forme de :

Internal Block Diagrams (suite)

Internal Block Diagrams (suite)

Les ports

• préservent l’encapsulation du block
• matérialise le fait que les interactions avec l’extérieur (via un port) sont transmise à une partie (via un connecteur)
• les ports connectés doivent correspondre (kind, type, direction, etc.)

Les ports (suite)

Contraintes

C’est un block particulier

Parametric Diagrams

C’est une forme particulière de Internal Block Definition

Autres diagrammes

Sont quasiment similaires à UML :

• diagramme des UC
• diagramme de séquence
• diagramme d’activité
• diagrammes d'état

Liens entre éléments de modélisation

Liens entre éléments de modélisation

Bilan et Etat actuel

Trends : Twitter

On y voit les 2 dernières journées SysML (Toulouse et Mulhouse).

Trends : Google (Carte)

Trends : Google (Liste)

Effet SysML-France?

Survey OMG

Quelques diagrammes tirés d’une étude OMG sur SysML en 2009

Survey OMG (suite)

Survey OMG (suite)

Survey OMG (suite)

Etat actuel

• Adoption de plus en plus large
  • Nombreuses industries
  • Militaires
• Enseigné massivement
  • dans le cycle ingénieur (N7, ISAE, Masters)
  • au bac STI2D depuis 2011
  • en prépa dès 2013

Enjeux et retours industriels

Enjeux

• Architecture d’entreprise
  • Grands groupes (DODAF/MODAF)
  • Armée (Systems of Systems)
• Ingénieurs métiers (Maths, Physique, etc.)
  • Couplages MATLAB, Harmony Process
  • SysML+Modelica
  • SysML+Simulink
• RT&E
  • SysML+SystemC
  • SysML+VHDL
  • SysML / MARTE

Domaines principaux

• DSL
  • AUTOSAR, EAST-‐ADL (Automobile)
  • Aéronautique
  • Transports & Automotive
  • Médical (certification aussi!)
  • Systems on Chips
• Animation de modèles
  • ALF
  • IFx-Omega
  • AVATAR

Exemple : SysML4Modelica

• Standard OMG

SysML4Modelica chez Thales

Tiré de la dernière journée SysML Laurent Rioux

SysML4Modelica chez Thales

Tiré de la dernière journée SysML Laurent Rioux

Et ensuite?

Du document-centric au model-centric

• Progrès de l’IDM
  • Outils pour créer des DSL (succès de Xtext par exemple)
  • Outils de transformation de modèles
• Déjà utilisé dans certains organismes de certification
  • Alstom dans le ferroviaire par exemple

Projets et initiatives

• POLARSYS
• VeriFME
• COSINUS
• SAFE
• OverSoC
• HELP
• SecReSoC
• ID4CS
• HECOSIM
• MOPCOM
• SoCLib
• IMOFIS (Obeo Alstom)
• …

Quelques retours industriels

Retours industriels (suite)

Tendances

• Intégration des outils de simulations
  • Génération de jeux de test
  • Annotations (parametric diagrams)
  • Animation de modèles
• Utilisation de SysML comme lingua franca de l’IS
  • Langage pivot
  • Langage de glue
• Animations
  • SysML-France
  • Comité Technique MBSE de l’AFIS
  • Bureau Veritas

Défis

SysML-France

Association loi 1901

Journées SysML

• 1ère Journée SysML-France
  • novembre 2009
  • LAAS, Toulouse
• 2ème Journée SysML-France
  • décembre 2010
  • Télécom ParisTech, Paris

Journées SysML (suite)

• 3ème Journée SysML-France / CISEC
  • décembre 2011
  • IRIT, Toulouse
• 4ème Journée SysML-France
  • novembre 2012
  • ENSISA, Mulhouse
• 5ème Journée SysML-France
  • 2013
  • ??

Upcoming…

• Livre SysML/AADL/MARTE
  • début 2013
  • Français (et traduction anglaise prévue)
  • Hermès
• Journée IDM et Modèles scientifiques
  • CNRS/INRA/SysML-France
  • 18 octobre 2013
• Numéros spécial de la revue Springer SoSyM
  • Retours d’expérience industriels

About…

• Slides disponibles ici : http://jmb.c.la
• Site de SysML-France : http://www.sysml-france.org/
• Contact : bruel@irit.fr

Merci de votre attention